Муравьи коллективно вырабатывают иммунитет к грибку-паразиту

4 апреля 2012 года

Муравьи выработали интересную тактику "коллективного иммунитета" для защиты от паразитических грибков - зараженные особи активно контактируют со здоровыми жителями муравейника и передают им небольшие порции спор грибка, не способные погубить новую жертву, но достаточные для выработки иммунной реакции, заявляют австрийские и немецкие биологи в статье, опубликованной в журнале PLoS Biology.

Многие коллективные насекомые выработали сложные социальные стратегии, помогающие их сообществу выживать и процветать. Так, например, японские пчелы объединяются в "тепловые шары" для защиты от шершней, а муравьи-листорезы организуют "плот" из своих тел во время наводнений или при пересечении рек.

Группа биологов под руководством Сильвии Кремер (Sylvia Cremer) из Австрийского института науки и технологий в городе Клостернойбург обнаружила "коллективный" иммунитет у обычных земляных муравьев из рода Lasius, наблюдая за поведением отдельных особей, зараженных спорами грибка-паразита.

В отличие от большинства позвоночных животных, насекомые не обладают системой адаптивного иммунитета, работа которого обеспечивается специальным набором генов - главным комплексом гистосовместимости (MHC II). Тем не менее, они все же умеют защищаться от неизвестных видов патогенов. Для этого они используют набор так называемых Toll-рецепторов, реагирующих на наиболее общие компоненты для всех паразитических бактерий и грибков и "включающих" иммунную реакцию.

Кремер и ее коллеги попытались узнать, как колонии муравьев приобретают иммунитет при заражении грибком Metarhizium anisopliae. Микроорганизм был открыт и описан еще в начале 20 века Ильей Мечниковым, основоположником иммунологии и лауреатом Нобелевской премии по медицине 1908 года. Этот грибок является одним из самых опасных патогенов для наземных насекомых - жуки, муравьи и термиты погибают от него всего через несколько дней после заражения.

Авторы статьи извлекли несколько десятков рабочих муравьев и личинок из муравейников на территории Испании, Италии и Германии и посадили их в искусственные "муравейники" в лаборатории. Затем они поймали по одному насекомому из каждой колонии, нанесли на них смертельную дозу спор грибка и поместили его обратно в муравейник.

Биологи наблюдали за поведением муравья в течение пяти дней, отмечая изменения в его поведении. Для наблюдения за распространением спор ученые вставили в ДНК грибка ген, заставляющий его клетки вырабатывать светящийся белок.

К удивлению Кремер и ее коллег, зараженные особи не изолировали себя, как это делают термиты и другие насекомые, а активно "общались" со своими сородичами. При этом они активно распространяли споры, "высадив" клетки грибка на брюшко примерно трети здоровых муравьев.

По словам ученых, зараженные особи передавали здоровым муравьям очень небольшое количество спор. Их было недостаточно для полноценного заражения насекомого, но достаточно для "включения" иммунитета и формирования защитной реакции.

Таким образом, подобное поведение является муравьиным аналогом вакцинации, при помощи которой человеческое общество защищается от эпидемий гриппа и других инфекционных заболеваний.